JP4762017B2 - ベンゾジフラノン化合物含有近赤外吸収組成物 - Google Patents
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Description
しかしながら、従来知られているベンゾジフラノン化合物は最も長波吸収な化合物であっても近赤外領域(例えば、約700nm〜1000nmの波長)まで吸収極大が長波化するものはなかった。
熱線吸収フィルターにおける近赤外吸収色素の使用形態としては、透明プラスチックに含有させる、透明プラスチックあるいは透明ガラスの表面に塗布する等の手段がある。これにより、透明な熱線遮断フィルターが得られる。用途としては、メガネ、自動車あるいは建材の熱線遮光剤等が挙げられる。
近赤外吸収色素を不可視印刷用のインクとして用いた場合、機密文書の複写防止が可能となる。
<1>一般式(1)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む、近赤外吸収組成物。
<2>一般式(1)で表されるベンゾジフラノン化合物が、一般式(2)で表されることを特徴とする前記<1>に記載の近赤外吸収組成物。
<3>一般式(2)中、R1、R2、及びR4〜R10がそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又は−O−M+であり、R11及びR12が水素原子であることを特徴とする前記<2>記載の近赤外吸収組成物。
<4>近赤外吸収領域が、吸収波長700nm〜1000nmの領域であることを特徴とする前記<1>〜<3>のいずれか1項に記載の組成物。
<5>一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む溶液であることを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
<6>一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物の固体微粒子分散体を含むことを特徴とする前記<1>〜<4>のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
したがって、本発明の近赤外吸収組成物は、熱線吸収フィルター、バンドパスフィルター、光学フィルター等のフィルター染料、不可視印刷用のインク、レーザー光反射防止用としての赤外線吸収塗料、フラッシュトナー、電子写真感光体、光重合又は光架橋用の増感剤、光ディスク等の光記録材料、光センサー等の用途に有用である。
また、本発明の近赤外吸収組成物を不可視印刷用のインクとして用いた場合、機密文書の複写防止が可能となる。
まず、一般式(1)で表される化合物について説明する。
式中、R1〜R10で表される基において、アルキル基は、炭素原子数1〜30のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルマルヘプチル基、ノルマルオクチル基、ターシャリーオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノルマルデシル基、ノルマルドデシル基、ノルマルオクタデシル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ベンゾイルオキシエチル基、2−(4−ブトキシフェノキシ)エチル基、ベンジル基が好ましい。中でも炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基がより好ましい。
式中、R1〜R10で表される基において、アリール基は、炭素原子数6〜30のアリール基が好ましく、例えばフェニル基、4−メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、2−メチルフェニル基、4−クロロフェニル基、2−クロロフェニル基、4−ニトロフェニル基、4−アセトアミドフェニル基、4−オクタノイルアミノフェニル基、4−(4−メチルフェニルスルホニルアミノ)フェニル基が好ましい。
R1〜R10で表される基において、アルコキシ基は炭素原子数1〜30のアルコキシ基が好ましく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、ノルマルプロピルオキシ基、イソプロピルオキシ基、ノルマルブチルオキシ基、ターシャリーブチルオキシ基、3−ペンチルオキシ基、ノルマルヘキシルオキシ基、ノルマルオクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、3,5,5,−トリメチルヘキシルオキシ基、ノルマルデシルオキシ基、ノルマルドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基、アリルオキシ基、メタリルオキシ基、プレニルオキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−エトキシエトキシ基、2−フェノキシエトキシ基、2−(2,5−ジ−ターシャリーアミルフェノキシ)エトキシ基、2−ベンゾイルオキシエトキシ基、メトキシカルボニルメチルオキシ基、メトキシカルボニルエチルオキシ基、ブトキシカルボニルエチルオキシ基、2−イソプロピルオキシエチルオキシ基が好ましい。中でも炭素原子数5〜30のアルコキシ基が好ましく、ノルマルペンチルオキシ基、3−ペンチルオキシ基、ノルマルヘキシルオキシ基、ノルマルオクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、3,5,5,−トリメチルヘキシルオキシ基、ノルマルデシルオキシ基、ノルマルドデシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、ベンジルオキシ基、アリルオキシ基、メタリルオキシ基、プレニルオキシ基、2−メトキシエトキシ基、2−エトキシエトキシ基、2−フェノキシエトキシ基、2−(2,5−ジ−ターシャリーアミルフェノキシ)エトキシ基、メトキシカルボニルメチルオキシ基、メトキシカルボニルエチルオキシ基、2−イソプロピルオキシエチルオキシ基が好ましい。
R1〜R10で表される基において、アシルオキシ基は、炭素原子数2〜30のアシルオキシ基が好ましい。例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基、シクロヘキシルカルボニルオキシ基、オクタノイルオキシ基、デカノイルオキシ基、ドデカノイルオキシ基、アダマンチルカルボニルオキシ基、3−メトキシカルボニルプロパノイルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、4−クロロベンゾイルオキシ基、4−メチルベンゾイルオキシ基、2−メチルベンゾイルオキシ基、4−メトキシベンゾイルオキシ基、2−メトキシベンゾイルオキシ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基、1−ナフトイルオキシ基、2−ナフトイルオキシ基が好ましい。中でも炭素原子数2〜10のアシル基が好ましく、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ブタノイルオキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルオキシ基が特に好ましい。
R1〜R10で表される基において、アシルアミノ基は、炭素原子数2〜20のアシルアミノ基が好ましい。例えば、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ブタノイルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ヘキサノイルアミノ基、シクロヘキシルカルボニルアミノ基、オクタノイルアミノ基、デカノイルアミノ基、ドデカノイルアミノ基、アダマンチルカルボニルアミノ基、3−メトキシカルボニルプロパノイルアミノ基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、4−クロロベンゾイルアミノ基、4−メチルベンゾイルアミノ基、2−メチルベンゾイルアミノ基、4−メトキシベンゾイルアミノ基、2−メトキシベンゾイルアミノ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基、1−ナフトイルアミノ、2−ナフトイルアミノ基が好ましい。中でも炭素原子数2〜10のアシルアミノ基が好ましく、アセチルアミノ基、プロピオニルアミノ基、ブタノイルアミノ基、ピバロイルアミノ基、ベンゾイルアミノ基、2−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基、4−メトキシカルボニルベンゾイルアミノ基が特に好ましい。
ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子が好ましく、フッ素原子、塩素原子が特に好ましい。
R11及びR12で表される基において、アルキル基は炭素原子数1〜30のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルマルヘプチル基、ノルマルオクチル基、ターシャリーオクチル基、2−エチルヘキシル基、ノルマルデシル基、ノルマルドデシル基、ノルマルオクタデシル基、2−ヒドロキシエチル基、2−ベンゾイルオキシエチル基、2−(4−ブトキシフェノキシ)エチル基、ベンジル基が好ましい。
中でも炭素原子数1〜6のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチル基、セカンダリーブチル基、ターシャリーブチル基、ノルマルヘキシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。メチル基がより好ましい。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてアリール基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のアリール基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてアルコキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のアルコキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてアリールオキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のアリールオキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてアシルオキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のアシルオキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてアルコキシカルボニルオキシ基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のアルコキシカルボニルオキシ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてアシルアミノ基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のアシルアミノ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R1、R2、及びR4〜R10で表される基においてスルホニルアミノ基は、一般式(1)で表される化合物のR1〜R10で表される基のスルホニルアミノ基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
式中R11及びR12で表される基においてアルキル基は、一般式(1)で表される化合物のR11及びR12で表される基のアルキル基と同義であり、好ましい範囲も同義である。
本発明の近赤外吸収組成物においては、一般式(1)又は(2)で表される化合物の1種を含有していても、2種以上を含有していてもよい。
本発明の近赤外吸収組成物がバインダ分散組成物である場合、一般式(1)又は(2)で表される化合物の含有量は、特に限定されないが、バインダ分散組成物全量に対して0.00001〜20質量%であることが好ましく、0.0001〜10質量%であることがより好ましい。
本発明の近赤外吸収組成物のバインダ分散組成物においては、一般式(1)又は(2)で表される化合物が1種含まれても2種以上含まれていてもよい。
(合成例1) 例示化合物I−1の合成例
ベンゾキノン21.6g、シアノ酢酸34.0g、アセトン100mL、水150mLの混合物を蒸気バス上で20分、加熱還流した。反応混合物を氷水で冷却し、析出した結晶を濾集し、アセトン/水=1/1の混合溶媒、アセトニトリルで順次かけ洗いした。40℃で乾燥し、例示化合物I−1を2.0g得た。
(合成例2) 例示化合物I−2の合成例
ヒドロキノン0.7g、2−(3−クロロ−4−ヒドロキシフェニル)−2−ヒドロキシ酢酸4.1g、o−ジクロロベンゼン17mLの混合物を180℃に加熱し、12時間撹拌した。反応混合物に2−ニトロトルエン1.0mLを添加し、180℃でさらに12時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、析出した結晶を濾集し、トルエンでかけ洗いした。得られた結晶をアセトン20mLに加え、1時間加熱還流した。室温まで冷却後、結晶を濾集し、乾燥し、例示化合物I−2を0.7g得た。
(合成例3) 例示化合物I−6の合成例
5−ヒドロキシ−3−フェニル−2,3−ジヒドロベンゾ[b]フラン−2−オン0.4g、マンデル酸1水和物2.0g、濃硫酸2mL,酢酸80mLの混合物を100℃に加熱し、5時間撹拌した。この反応液に過流酸アンモニウム2.5gを添加し、100℃でさらに1時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、水80mLを加え、析出した結晶を濾集し、水でかけ洗いした。シリカゲルクロマトグラフィーにより精製し、例示化合物I−6を0.4g得た。
(合成例4) 例示化合物I−32の合成例
合成例1で合成した例示化合物I−1 1.1g、トリエチルアミン0.8mL、N,N−ジメチルホルムアミド20mLの混合物を加熱し、溶液を得た。この溶液に、塩化カルシウム0.7g、メタノール20mLの溶液を添加した。さらにトリエチルアミン0.8mLを添加し、40℃にて1時間撹拌し、引き続き2時間加熱還流した。室温まで冷却後、析出した結晶を濾集し、メタノール、水、メタノールで順次かけ洗いし、乾燥した。例示化合物I−32を1.2g得た。
合成例1で得た化合物(例示化合物I−1)0.5mgを、0.3質量%のジアザビシクロウンデセンを含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た(このとき得られた組成物中には例示化合物I−34が含まれることになる。)。得られた近赤外吸収組成物を、セル長1cmの石英セルに入れ、UV−3100PC((株)島津製作所社製)を用いて吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図1に示す。吸収極大は819nmであった。
合成例2で得た化合物(例示化合物I−2)0.5mgを、N,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図2に示す。吸収極大は803nmであった。
合成例2で得た化合物(例示化合物I−2)0.5mgを、0.3質量%のジアザビシクロウンデセンを含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た(このとき得られた組成物中には例示化合物I−35が含まれることになる。)。実定例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図3に示す。吸収極大は877nmであった。
合成例3で得た化合物(例示化合物I−6)0.5mgを、0.3質量%のジアザビシクロウンデセンを含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図4に示す。吸収極大は817nmであった。
合成例4で得た化合物(例示化合物I−32)0.5g、デモールSN−B(花王(株)社製)0.05g、ジルコニアビーズ(0.1mm)10g、蒸留水4.5gの混合物を、遊星型ボールミル(ドイツ フリッチュ社製)を用いて分散し近赤外吸収組成物を得た。得られた粒子の平均粒半径は0.21μmであった。得られた組成物を、吸収極大における光学濃度が1となるように蒸留水で希釈し、実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図5に示す。この近赤外吸収組成物の吸収極大は676nmであり、約1000nm以上までの広い領域に吸収があった。
4質量%ゼラチン水溶液2.0gに実施例5で得られた近赤外吸収組成物0.6gを40℃にて加え、混合した。この液をガラス基板上にスピンコートした。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図6に示す。得られた近赤外吸収組成物の吸収極大は702nmであり、550nmから850nmにわたる広い吸収を有していた。
N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム クロリド、ビニルベンジルアルコール、スチレン、ジビニルベンゼンを共重合させたラテックス(N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム
クロリド:ビニルベンジルアルコール:スチレン:ジビニルベンゼン=8:2:10:1)とゼラチンの混合物を、透明なポリエチレンテレフタレートフィルム支持体上に塗布を行い乾燥し、ゼラチン膜を作成した(このとき、ラテックスとゼラチンの重量比は1:1である)。別途、トリエチルアミンを0.3質量%含むメタノール/水=1/1(体積)溶液10mLに例示化合物I−1を2mg溶解した溶液を作成した。この溶液に上記で作成したゼラチン膜を10分間浸漬した。蒸留水で洗浄後乾燥し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図7に示す。吸収極大は831nmであった。
N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム クロリド、ビニルベンジルアルコール、スチレン、ジビニルベンゼンを共重合させたラテックス(N−メチル−N−(ビニルベンジル)ピペリジニウム
クロリド:ビニルベンジルアルコール:スチレン:ジビニルベンゼン=8:2:10:1)とゼラチンの混合物を、透明なポリエチレンテレフタレートフィルム支持体上に塗布を行い乾燥し、ゼラチン膜を作成した(このとき、ラテックスとゼラチンの重量比は1:1である)。別途、トリエチルアミンを0.3質量%含むメタノール/水=1/1(体積)溶液10mLに例示化合物I−2を2mg溶解した溶液を作成した。この溶液に上記で作成したゼラチン膜を10分間浸漬した。蒸留水で洗浄後乾燥し、近赤外吸収組成物を得た。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図8に示す。吸収極大は832nmであった。
合成例1で得た化合物(例示化合物I-1)0.5mgを、0.3質量%の塩化水素を含むN,N−ジメチルホルムアミド100mLに溶解した。実施例1と同様にして吸収スペクトルを測定した。得られた吸収スペクトルを図9に示す。吸収極大は544nmであり、近赤外領域に吸収を示さなかった。
実施例6で得た近赤外吸収組成物の耐熱性を評価した。実施例6で得た近赤外吸収組成物を220℃の条件下に1時間さらした。702nmにおける耐熱性評価前の吸光度が0.378であったのに対し、耐熱性評価後の吸光度は0.336であった。残存率は89%であり、実用的に充分高いレベルにあることがわかった。
実施例6で得た近赤外吸収組成物の耐光性を評価した。実施例6で得た近赤外吸収組成物に10万ルクスのキセノン光をUVフィルタを通して20時間照射した。702nmにおける耐光性評価前の吸光度が0.379であったのに対し、耐光性評価後の吸光度は0.362であった。残存率は96%であり、実用的に充分高いレベルにあることがわかった。
Claims (6)
- 一般式(2)中、R1、R2、及びR4〜R10がそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、又は−O−M+であり、R11及びR12が水素原子であることを特徴とする請求項2記載の近赤外吸収組成物。
- 近赤外吸収領域が、吸収波長700nm〜1000nmの領域であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
- 一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物を含む溶液であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
- 一般式(1)又は(2)で表されるベンゾジフラノン化合物の固体微粒子分散体を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の近赤外吸収組成物。
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